JPH11286883A - クラフトパルプの製造方法 - Google Patents

クラフトパルプの製造方法

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JPH11286883A
JPH11286883A JP10361498A JP10361498A JPH11286883A JP H11286883 A JPH11286883 A JP H11286883A JP 10361498 A JP10361498 A JP 10361498A JP 10361498 A JP10361498 A JP 10361498A JP H11286883 A JPH11286883 A JP H11286883A
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JP
Japan
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cooking
liquor
pulp
oxidized
green liquor
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JP10361498A
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English (en)
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Kazuhiro Nakamura
和広 中村
Yoshihiro Oguchi
善弘 大口
Eiji Watabe
英二 渡部
Ryuichi Inaba
隆一 稲葉
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
Chiyoda Corp
Original Assignee
Mitsubishi Paper Mills Ltd
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Chiyoda Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラフトパルプの製造方法において、パルプ
収率を向上させるなどパルプ製造の効率化のための方法
を提供する。 【解決手段】 リグノセルロース物質を、緑液を酸化し
て得られるポリサルファイド硫黄を含む酸化緑液を用い
て浸透を行う予備浸透工程と、得られた生成物にさらに
白液或いは酸化白液からなるポリサルファイド硫黄を含
む蒸解液を加えて蒸解する蒸解工程からなる蒸解法であ
って、該予備浸透工程で用いる酸化緑液に、アントラキ
ノン系化合物、アントラヒドロキノン系化合物、または
これらの前駆体から選ばれた少なくとも1種の化合物を
添加することを特徴とするクラフトパルプの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリグノセルロース物
質の蒸解工程を含むクラフトパルプの製造方法に関す
る。さらに詳しくはリグノセルロース物質の蒸解方法に
おいて、予備浸透工程と蒸解工程からなるクラフトパル
プの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】製紙用パルプの製造方法のうち、クラフ
ト法によるパルプの製造方法は蒸解廃液から熱量やアル
カリ分を回収できる方法が確立されている。また、原料
として特定の樹種を選ばない等の利点から、現在では世
界の紙パルプの主要国で代表的な化学パルプの製造法と
なっている。
【0003】近年はパルプ晶質やパルプ収率の向上を目
指した、種々のクラフト法の改良法が提案されている。
その一例としてキノン系化合物等の蒸解助剤の添加蒸解
法が挙げられる。これは蒸解度を後退させないで添加ア
ルカリ量を減少できるため、アルカリによってパルプが
受けるダメージが軽減できるため、パルプ収率が向上で
きるといわれており、現在では多くの工場で使用されて
いる。また、蒸解法の改良も進み、例えば、連続蒸解で
はMCC法、バッチ蒸解ではスーパーバッチ法、また蒸
解液を改良した一段ポリサルファイド蒸解法等がある。
しかし、これらは何れもパルプ収率を増加させるととも
に、パルプ品質を改良する方法ではあるが、操業負荷を
大帽に低減することはできず、また設備の大規模な改造
や追加設置が必要になる等の問題点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はクラフトパル
プの製造方法において、パルプ収率を向上させるなどパ
ルプ製造の効率化のための方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、リグノセルロース物質
を、緑液を酸化して得られるポリサルファイド硫黄を含
む酸化緑液を用いて浸透を行う予備浸透工程と、得られ
た生成物にさらに白液或いは酸化白液からなるポリサル
ファイド硫黄を含む蒸解液を加えて蒸解する蒸解工程か
らなる蒸解法であって、該予備浸透工程で用いる酸化緑
液に、アントラキノン系化合物、アントラヒドロキノン
系化合物、またはこれらの前駆体から選ばれた少なくと
も1種の化合物を添加することを特徴とするクラフトパ
ルプの製造方法が提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明でパルプ原料として用いる
リグノセルロース物質には、各種木材の他、バガス、稲
ワラ、ケナフ、麻等の非木材も含まれる。
【0007】予備浸透工程で用いる酸化緑液中のポリサ
ルファイド硫黄濃度は、2〜20g/l、好ましくは4
〜15g/lであり、炭酸ナトリウム濃度は、30〜1
00g/l、好ましくは40〜90g/lである。予備
浸透工程で用いる酸化緑液中には、水酸化ナトリウム及
び硫化ナトリウムが含まれていても良いが、その水酸化
ナトリウム濃度は70g/l以下、好ましくは50g/
l以下である。また、硫化ナトリウム濃度は50g/l
以下、好ましくは2〜35g/l以下である。
【0008】また、添加するキノン系化合物はアントラ
キノン、1,4,4a,9a−テトラヒドロ−9,10
−アントラキノン、1,4−ジヒドロ−9,10ジヒド
ロキシアントラセン及びこれらの塩等より一種類以上選
ばれる。キノン系化合物の添加量は対絶乾チップ当たり
0.02重量%以上、好ましくは0.03重量%以上で
ある。その上限値は、通常、0.1重量%である。
【0009】予備浸透工程において、その浸透温度は1
00〜160℃、好ましくは120〜140℃である。
浸透保持時問は、リグノセルロース物質の種類や浸透温
度にもよるが、通常10〜50分間、好ましくは20〜
40分間である。このように予備浸透工程はマイルドな
条件であるため、添加される酸化緑液中のポリサルファ
イド硫黄やキノン系化合物による効果的な作用を発現さ
せることができる。即ち、ポリサルファイド硫黄は高温
による分解が少なくなりヘミセルロース末端への酸化保
護効果が増大し、さらにまたキノン系化合物によるヘミ
セルロース末端の安定化と脱リグニン作用が促進され
る。従って、次の蒸解工程において、パルプ収率の向上
が図られるとともに、アルカリの添加量を減らすことが
できる。
【0010】蒸解工程においては、予備浸透工程で得ら
れる生成物に白液或いは白液を酸化して得られる酸化白
液からなるポリサルファイド硫黄を含む蒸解液を加えて
さらに蒸解を進めるが、この場合、予備浸透工程からの
生成物に加える蒸解液中の硫化ナトリウム濃度は、10
〜50g/l、好ましくは12〜40g/lである。水
酸化ナトリウム濃度は40〜110g/l、好ましくは
60〜100g/lである。この蒸解液はポリサルファ
イド硫黄を含むことができるが、そのポリサルファイド
硫黄濃度は、0〜20g/l、好ましくは0〜12g/
lである。
【0011】蒸解工程において、その蒸解温度は予備浸
透温度より高い温度が用いられ、130〜190℃、好
ましくは140〜180℃の温度が用いられる。一般的
には予備浸透温度よりも10〜90℃、好ましくは30
〜70℃程高い温度を用いるのが良い。蒸解保持時間
は、通常30〜90分間、好ましくは40〜80分間で
ある。蒸解工程において、リグノセルロース物質は蒸解
工程において新しく加えた蒸解液と、予備浸透工程で用
いた酸化緑液との両者によって蒸解されるが、殆どは新
しく加えた水酸化ナトリウムを含む蒸解液の強い蒸解作
用によりパルプ化される。しかもこの場合、予備浸透工
程においてヘミセルロースの末端がポリサルファィド硫
黄により酸化保護されているため、水酸化ナトリウムに
よる強い蒸解作用を受けてもセルロースの崩壊が効果的
に防止され、パルプ収率は向上する。また、蒸解液中に
ポリサルファイド硫黄を含む場合、パルプ収率は更に向
上する。尚、本明細書中でいうポリサルファイド硫黄と
は、以下に示す反応式により多硫化ナトリウム(Na2
2)から生成される硫黄を意味する。
【化1】
【0012】本発明において、緑液の一部は酸素や含酸
素ガス(空気、富酸素化空気等)と接触させることによ
って酸化処理される。酸化処理は触媒を用いて行われ、
その反応温度は60〜100℃、好ましくは70〜90
℃、反応圧は0〜2Kg/cm2、好ましくは0〜0.
5Kg/cm2の条件下で行われる。触媒としては従来
より公知の各種の酸化触媒を用いることができるが、好
ましくは活性炭触媒が用いられる。この活性炭触媒は、
粒状や繊維状、布状等の種々の形態であることができ
る。また、酸化処理装置としては、一般的には、触媒を
内部に充填した触媒塔が用いられる。この緑液の酸化処
理において、硫化ナトリウムの反応率(酸化率)は、4
0〜95%、好ましくは70〜90%の範囲に保持する
のが良い。酸化処理する緑液はその酸化処理に先立ち、
触媒への緑液中固体懸濁物質の堆積による触媒性能劣化
を防止するために、その全量を、布、砂、アンスラサイ
ト等の濾過材を用いる炉過処理をして、緑液中の固体懸
濁物質を予め実質的に除去することもできる。
【0013】本発明によるリグノセルロース物質の蒸解
工程は、バッチ方式でも連続方式でも実施することがで
きる。バッチ方式で実施する場合には、蒸解釜にリグノ
セルロース物質と酸化緑液を充填して予備浸透工程を行
った後、蒸解液を加えて蒸解工程を行えば良い。連続方
式で実施する場合には、蒸解釜中を移動するリグノセル
ロース物質に対し、そのリグノセルロース物質が蒸解釜
に入った時点において酸化緑液を加えて予備浸透工程を
行い、その下流側において蒸解液を加えて蒸解工程を行
えば良い。
【0014】本発明のパルプの製造方法においては、前
記のように特定の2工程で行うことからパルプ収率の向
上が図られる。このことは黒液中の固形分中の有機分が
減少し、回収ボイラーでの負荷軽減が実現される。ま
た、苛性化工程へ送られる緑液量が減少する。従って、
使用する酸化カルシウム量が減少するため、副生成する
炭酸カルシウムを再び酸化カルシウムに焼成変換する工
程での負荷、即ち焼成炉の小型化や燃料量の軽減等が実
現される。
【0015】
【実施例】以下に実施例によって本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。尚、以下において示す緑液、白液、
及び緑液を酸化した液としては、以下に示すものを用い
た。 (緑液)工場で使用している液を用いた。 薬液組成 Na2S :31.5g/l Na2O換算 Na2CO3:78.2g/l Na2O換算 NaOH :12.4g/l Na2O換算 ポリサルファルド硫黄:0g/l (白液)工場で使用している液を用いた。 薬液組成 Na2S :32.2g/l Na2O換算 Na2CO3:21.1g/l Na2O換算 NaOH :78.2g/l Na2O換算 ポリサルファルド硫黄:0g/l (酸化緑液)前記緑液を活性炭を触媒として空気酸化し
て調製した。この場合の酸化率は、酸化前後のNa2
濃度から求め、約70%であった。 薬液組成 Na2S : 9.6g/l Na2O換算 Na2CO3:79.0g/l Na2O換算 NaOH :29.5g/l Na2O換算 ポリサルファルド硫黄:8.2g/l S換算
【0016】実施例1 工場使用の国産広葉樹チップから、異形チップ及びダク
トを除き、風乾にした後ポリエチレン袋に保存し、その
一部を取り出し、絶乾重量で400g相当量を正確に秤
量し、これを4リットルの圧力釜に入れた。次に394
mlの前記酸化緑液と366mlの水とキノン系化合物
0.03対チップ重量%を添加し蓋を密閉した。使用し
たキノン系化合物は1,4−ジヒドロ−9,10−ジヒ
ドロキシアントラセンのナトリウム塩(商品名は川崎化
工業製SAQ)である。次に電気ヒーターで加熱を開示
し、100℃になった時から25分後に130℃になる
ように昇温し、その温度で30分保持し予備浸透を行っ
た。釜を急冷して釜内の圧力を大気圧まで戻した後、3
45mlの前記白液と455mlの水を添加した。再び
加熱を開式し、130℃になった時からして35分後に
173℃になるように昇温し、その温度で43分保持し
蒸解を行った。釜内のガスを抜き内圧を大気圧まで戻し
た後、内容物を全量取り出し、水を加え撹枠した後に水
洗して、蒸解後のパルプに付着する蒸解廃液を完全に取
り除いた。次にフラットスクリーン(スリット幅0.2
mm)を用いてパルプと未蒸解分を分離、乾燥し各々の
重量を秤量しパルプ収率を求めた。また、パルプの一部
を用いて、蒸解度の指標であるカッパー価を測定した。
尚、予備浸透での酸化緑液量と蒸解での白液量と水を合
わせて液/チップの重量比で約4.0になるように調整
した。
【0017】比較例1 実施例1において、蒸解液として573mlの白液と9
87mlの水を添加したこと、及び130℃での温度保
持と白液の追加添加を省略して、100℃を0として6
0分後に173℃になるように昇温し、その温度で43
分保持した以外は実施例1と同様にして実験を行った。
【0018】前記の実施例及び比較例の実験により、以
下に示す実験成績が得られた。
【0019】
【表1】
【0020】表1に示した項目事項の内容は次の通りで
ある。 (パルプ収率)比較例のパルプ収率を100としたとき
の相対比で示した。この場合、パルプ収率は絶乾ウッド
チップ重量に対する風乾パルプ重量の比率である。 (パルプのカッパー価)蒸解度の指標をパルプ中の残存
リグニン率ので表した値であり、TAPPIT−236
hm−85に準じた。 (有効アルカリ添加率)比較例の有効アルカリ添加率を
100としたときの相対比で示した。この場合、有効ア
ルカリ添加率は、風乾パルプ1トン当たりに添加される
アルカリ量(Kg)のNa2O換算量である。 (回収ボイラー負荷)風乾パルプ1トン当たりの有機分
について、比較例を100としたときの相対比で示し
た。 (苛性化負荷)苛性化すベき風乾パルプ1トン当たりの
Na2CO3量(Kg)について、比較例を100とした
ときの相対比で示した。
【0021】表1に示した実験結果から分かるように、
酸化緑液とキノン系化合物を用いた予備浸透工程と、得
られた生成物に白液または酸化白液を加えて蒸解する蒸
解工程を組み合わせることにより、パルプ収率の向上が
達成される。また、このような2段階の工程を用いる
と、白液を得るために緑液を苛性化する苛性化工程の操
業負荷が著しく軽滅され、このことは、苛性化工程との
関連で行うCa2CO3の焼成工程の操業負荷も著しく軽
減され、パルプ製造における経済性が大幅に向上するこ
とを意味する。その上、蒸解廃液中の有機分も減少し、
黒液燃焼を行う回収ボイラーの負荷も軽減される。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、従来のクラフトパルプ
の製造法に比較しパルプ収率の向上が達成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大口 善弘 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 渡部 英二 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 稲葉 隆一 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リグノセルロース物質を、緑液を酸化し
    て得られるポリサルファイド硫黄を含む酸化緑液を用い
    て浸透を行う予備浸透工程と、得られた生成物にさらに
    白液或いは酸化白液からなるポリサルファイド硫黄を含
    む蒸解液を加えて蒸解する蒸解工程からなる蒸解法であ
    って、該予備浸透工程で用いる酸化緑液に、アントラキ
    ノン系化合物、アントラヒドロキノン系化合物、または
    これらの前駆体から選ばれた少なくとも1種の化合物を
    添加することを特徴とするクラフトパルプの製造方法。
JP10361498A 1998-03-31 1998-03-31 クラフトパルプの製造方法 Pending JPH11286883A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009537705A (ja) * 2006-05-19 2009-10-29 ザ リサーチ ファンデーション オブ ステート ユニヴァーシティ オブ ニューヨーク セルロース系材料の炭酸塩前処理およびパルプ化の方法
JP2010255171A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Andritz Inc リグノセルロース材の緑液による前処理方法
US8303767B2 (en) 2008-03-18 2012-11-06 The Research Foundation Of State University Of New York Methods of pretreating comminuted cellulosic material with carbonate-containing solutions

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